Безперебійне живлення роутера від павербанка

Всім привіт! Вже досить довгий час як ми навчились жити в умовах нестачі електроенергії, проте багато хто досі мучиться з живленням роутера. Здавалось би, що найпростіший спосіб заживити роутер і термінал, це купити китайський ДБЖ і мати спокій, проте вони мають декілька недоліків, через що вони можуть не задовольнити всі потреби, а саме:

• відносно мала ємність акумуляторів у порівнянні з звичайними павербанками
• досить повільна зарядка через що він може не встигати заряджатись
• нестабільність, через що їх потрібно час від часу перезавантажувати

Так от, є досить просте рішення як заживити роутер з терміналом БЕЗПЕРЕБІЙНО від павербанка, однак від вас потрібні мінімальні навички роботи з паяльником. Ну поїхали.

Список необхідного:

• Таймер NE555 (1 шт) - лінк
• Адаптер SOP8 - DIP8 (1 шт) - лінк
• Діоди шотткі 1-3А (4 шт) - лінк
• Резистор 15 МОм (1 шт) - лінк
• Резистор 100 кОм (1 шт) - лінк
• Конденсатор 1 uF (1 шт) - лінк
• Резистор 22 Ом (1 шт) - лінк
• Макетна плата 3х7 (1 шт) - лінк
• Гніздо DC (2 шт) - лінк
• DC/DC перетворювач MT3608 Type-C (1 шт) - лінк
• Штекери DC 2.5x5.5 (2 шт) - лінк, або DC 2.1x5.5 (2 шт) - лінк (потрібно обрати в залежності від вашого обладнання)
• Якийсь монтажний кабель
• Кабель для штекерів, у моєму випадку такий: лінк

Збираємо таймер.

Таймер потрібен для того, щоб павербанк не "засинав". Він розрахований таким чином, щоб генерувати короткотерміновий імпульс навантаження 200 мА протягом 7 мілісекунд кожні 10 секунд. Споживання цього добра мінімальне, проте саме ця штука дозволить реалізувати "безшовне" перемикання з блоку живлення на павербанк в разі відсутності живлення в мережі.

Отже, збираємо все як на зображенні:

Чудово, можемо переходити до основної плати. Беремо макетну плату 3х7 і ріжемо її на половину, далі монтуємо деталі як на фото:

До цих виводів будемо підпаювати провідники для живлення роутера і терміналу. Зверніть увагу, що усі 4 діоди підпаяні катодом до виводів живлення на роутер і модем і, відповідно, анодом до джерела живлення.

Тепер потрібно налаштувати DC/DC перетворювач так, щоб він видавав близько 11.4v. Іншими словами: напруга, яку видає перетворювач повинна буде дещо нижчою ніж напруга від основних блоків живлення. Можна поміряти мультиметром скільки видають ваші блоки живлення, допустимо отримаєте значення в 11.9v і 11.6v. Тому за відправну точку беремо 11.6v і віднімаємо 0.2-0.3v - це і є наша ціль.

Майже готово. Тепер потрібно змонтувати все на основну плату. Ну як же без термоклею ?)

Ну і залишилось все з'єднати провідниками:

І підпаяти конектори:

Можна це діло сховати в якусь коробочку, затягнути термоусадкою, або просто замотати ізострічкою - що кому релігія дозволяє )) В мене вийшло так:

Далі все просто: до DC роз'ємів під'єднуємо живлення від основних блоків живлення, а до Type-C - павербанк. Таймер буде постійно тримати павербанк активним, тому як тільки зникне живлення від основних джерел струм почне бігти від DC/DC перетворювача до роутера і терміналу. І навпаки: як тільки з'явиться живлення на основних джерелах струм почне бігти від них, бо діоди, що стоять зі сторони павербанка, закриються через зворотну різницю потенціалів.

Таким чином, при наявності живлення від мережі, можна спокійно знімати павербанк для підзарядки й роутер з терміналом навіть про це не здогадаються. Можна використати довгий USB-A - USB-C кабель, щоб поставити павербанк в зручному і доступному місці і більше не страждати "перемиканням" кабелів живлення роутера і терміналу.

Трішки про споживання мого обладнання:

Споживання 1,3А що в перерахунку на 12v становитиме близько 550 мА - невелика цифра тому можна не хвилюватись за провідники і платку DC/DC перетворювача - переживуть без проблем.

Доповнення 1.

В коментарях @BorisShv слушно зауважив, що я не навантажую роутер, коли дивлюсь споживання. І справді: при навантаженні 2х пристроїв спідтестом виявилось, що споживання по 5v лінії виросло до 2.1А, що є більше 10w. При такому режимі платка гріється досить сильно і є потреба з цим щось зробити.

Так от Power Delivery тригер на 9v:

Далі монтую його на платку і попутно замінюю резистор таймера на 47 Ом:

Тепер підключаємось через Power Delivery тригер і забуваємо про роз'єм на платі MT3608.

Що змінилось. Тепер струм в стані спокою становить 0,6А а в навантаженні максимум що зміг зловити це 0,9А. Трішки дивно, бо очікував більше 1А - мабуть, виросло ККД платки, бо тепер перетворення здійснюється з меншою різницею напруг. І другий момент: платка майже не гріється.

На днях зроблю варіант для роутерів з споживанням в районі 3А.

Доповнення 2.

Як і писав вище, зробив варіант для потужних роутерів з споживанням до 3А. Для цього замість MT3608 потрібен Mini560 (не про). І додатково замінити резистор зворотного зв'язку на резистор 18 кОм (розмір 0603):

На Power Delivery тригері ставимо перемичку на 12v, у зв'язці цих модулів отримаємо напругу 11.3v і дуже високий ККД перетворення:

Цей тригер також вміє в Quick Charge, а це означає що він може працювати не лише від Type-C порту павербанка, а й від звичайного Type-A - приємна особливість. Проте аби зняти потужність порядку 35w, потрібно підключати його в роз'єм Type-C з підтримкою Power Delivery і переконатись, що павербанк може віддати таку потужність.

Схему тестував навантажуючи автомобільними лампочками по 10w і 5w:

Так ось, при навантаженні 30w платка майже не гріється, при навантаженні 35w - тепла, "на палець" градусів 45 після 30хв навантаження. Вважаю такі показники чудовими. І отак виглядає зібрана приблуда:

Думаю, такої потужності вже повинно вистачити ;)